(57)【要約】【課題】配線ケーブルを収容するフレキシブルチューブからなる回転ケーブルを、予め設定した移動路に沿って容易にかつ確実に変位するようにした、回転ケーブルガイド機構を提供する。【解決手段】正逆方向に回転する回転テーブル２１に搭載された有線装置の配線ケーブルを収容するとともに、一端側が回転テーブル２１に保持されて可動端７０ａとされ、他端側が固定端７０ｂとされたフレキシブルチューブからなる回転ケーブル７０と、回転テーブル２１の回転に連動して変位する回転ケーブル７０を、予め設定された移動路に沿って変位するように案内する複数のガイドローラ７５（７５ａ、７５ｂ）と、を備えた回転ケーブルガイド機構である。ガイドローラ７５は、回転テーブル２１の回転に連動して変位する可動端７０ａの経路Ｐの両側に少なくとも複数ずつ配置されている。【選択図】図９
2013050182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正逆方向に予め設定された回転角度で回転する回転テーブルに搭載された有線装置の配線ケーブルを収容するとともに、一端側が前記回転テーブルに保持されて該回転テーブルの回転に連動する可動端とされ、他端側が固定端とされたフレキシブルチューブからなる回転ケーブルと、
前記回転テーブルの回転に連動して変位する前記回転ケーブルを、予め設定された移動路に沿って変位するように案内する複数のガイドローラと、を備え、
前記ガイドローラは、前記回転テーブルの回転に連動して変位する前記可動端の経路の両側に少なくとも複数ずつ配置されていることを特徴とする回転ケーブルガイド機構。
【請求項２】
前記ガイドローラは、固定軸と該固定軸に回転可能に外挿された円筒状の回転筒とを有して形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転ケーブルガイド機構。
【請求項３】
前記ガイドローラの回転筒は、フッ素樹脂で形成されていることを特徴とする請求項２記載の回転ケーブルガイド機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転ケーブルガイド機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば管端部に開先加工等の特殊加工を行った場合、通常はこの特殊加工部の検査を行い、特殊加工の良否を判定する。その際、従来では例えばレーザ変位計によって２次元形状を計測し、特殊加工部の形状を求めることで加工精度の良否を検査するといったことがなされている。
【０００３】
このようにレーザ変位計で管端部の特殊加工部の検査を行う場合、より高い精度で２次元形状計測を行うためには、レーザ変位計を特殊加工部に充分に近づけ、レーザビームスポットを管端部の周方向の一部、すなわち特殊加工部の一部にのみ照射して形状計測を行う。そして、このような計測を管端部の全周に渡って行うことにより、管端部全域、すなわち特殊加工部全体の２次元形状計測を行う。
【０００４】
ところで、このような検査において、レーザ変位計のレーザビームスポットを管端部の全周に渡って走査するには、例えばレーザ変位計を回転テーブルに搭載し、この回転テーブルを被検査体となる管の端部に対して回転させ、これによってレーザ変位計を管端部に対して回転させることが考えられる。
【０００５】
しかし、レーザ変位計は配線ケーブルを有した有線の装置であるため、これを回転テーブルに搭載するには制約がある。すなわち、配線ケーブルは長さに限りがあるため、回転テーブルが一方向に何回転もすると、配線ケーブルが伸びなくなったり、絡まったり、捩れたりしてしまう。このような絡まりや捩れが限界を超えると、ケーブル内の配線や、ケーブル自体に破断が生じてしまう。また、回転テーブルに有線装置が複数搭載されている場合、配線ケーブルも複数になるため、これらが互いに絡まるおそれもある。例えば、レーザ変位計に移動機構を設けた場合、これの駆動モータも有線装置となり、したがってその配線ケーブルがレーザ変位計の配線ケーブルとは別に必要となる。
【０００６】
従来、このように複数の有線装置を回転させる際には、複数の配線ケーブルを互いに絡み合うことなく収容可能なケーブルベアなどのケーブルガイドが、回転ケーブルとして用いられている。しかし、このようなケーブルガイドは、全ての配線ケーブルが引っ張られないように構成する必要上大きくなってしまい、このケーブルガイドを組み込んだ装置の小型化を妨げる一因になっている。
なお、複数のケーブルを案内支持する機構としては、回転リールから解されて結束機のケーブルバンド受入部に至る途中のケーブルバンドを案内支持するガイド機構が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０３６２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、回転テーブルに搭載された有線装置の配線ケーブルを収容する回転ケーブルのガイドに、前記特許文献１のガイド機構を適用しようとしても、ケーブルの配線ルートが難しく、前記回転テーブルを備えた装置の小型化が困難である。
また、ケーブルガイドとして例えばフレキシブルチューブを用いることも考えられる。
しかし、その場合、特に回転テーブルが鉛直方向に立てて配置されていると、フレキシブルチューブはその自重のため回転テーブルの回転に連動して円滑に変位するのが難くなり、回転テーブルの円滑な回転が妨げられるおそれがある。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、配線ケーブルを収容するフレキシブルチューブからなる回転ケーブルを、予め設定した移動路に沿って容易にかつ確実に変位するようにした、回転ケーブルガイド機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の回転ケーブルガイド機構は、正逆方向に予め設定された回転角度で回転する回転テーブルに搭載された有線装置の配線ケーブルを収容するとともに、一端側が前記回転テーブルに保持されて該回転テーブルの回転に連動する可動端とされ、他端側が固定端とされたフレキシブルチューブからなる回転ケーブルと、
前記回転テーブルの回転に連動して変位する前記回転ケーブルを、予め設定された移動路に沿って変位するように案内する複数のガイドローラと、を備え、
前記ガイドローラは、前記回転テーブルの回転に連動して変位する前記可動端の経路の両側に少なくとも複数ずつ配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記回転ケーブルガイド機構において、前記ガイドローラは、固定軸と該固定軸に回転可能に外挿された円筒状の回転筒とを有して形成されていることが好ましい。
また、前記回転ケーブルガイド機構において、前記ガイドローラの回転筒は、フッ素樹脂で形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の回転ケーブルガイド機構によれば、配線ケーブルを収容するフレキシブルチューブからなる回転ケーブルと、該回転ケーブルを、予め設定された移動路に沿って変位するように案内する複数のガイドローラと、を備えているので、屈曲性（可撓性）のあるフレキシブルチューブを、ガイドローラによって点接触または線接触で支持しつつ送り出すことにより、屈曲性を損なうことなく、このフレキシブルチューブを移動路に沿って容易にかつ確実に案内することができる。
また、ガイドローラを、回転テーブルの回転に連動して変位する可動端の経路の両側に配置しているので、回転テーブルの正方向の回転に伴うフレキシブルチューブの変位、および逆方向の回転に伴う変位のいずれにも対応して、ガイドローラがフレキシブルチューブを確実に案内する。さらに、ガイドローラを、前記経路の両側に少なくとも複数ずつ配置しているので、一つのガイドローラではフレキシブルチューブを点接触または線接触で支持しているため不安定であるものの、複数で支持しているためフレキシブルチューブを安定して支持し、案内することができる。
したがって、例えば回転テーブルが鉛直方向に立てて配置されている場合であっても、回転テーブルに連動する変位を円滑になさせることができる。よって、予め移動路を設定してこの移動路に沿って回転ケーブルを正確に案内できるので、前記回転テーブルを備えた装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る管端検査装置の一実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示した管端検査装置の側面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は回転テーブルとその周辺部の説明図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は要部斜視図である。
【図４】レーザ変位計ユニット及び撮像装置ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図５】検査対象となる管端部の開先加工部を示す斜視図である。
【図６】撮像装置ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図７】（ａ）はレーザ変位計ユニットの概略構成を示す斜視図、（ｂ）は撮像装置を示す斜視図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、撮像装置と管の開先加工部との位置関係を説明するための平面図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転ケーブルガイド機構の一実施形態を示す図である。
【図１０】図９に示した回転ケーブルガイド機構の要部斜視図であって、ガイドローラの概略構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１、図２は本発明の回転ケーブルガイド機構を用いた装置の一例を示す図であり、図１は管端検査装置の概略構成を示す斜視図、図２は図１に示した管端検査装置の側面図である。これらの図において符号１は管端検査装置である。
以下、この管端検査装置１の説明に基づき、本発明の回転ケーブルガイド機構を説明する。
【００１５】
管端検査装置１は、端部に対して溶接のための開先加工を行った管（配管）の、開先加工部（管端加工部）の加工状態を検査するためのものである。被検査体となる管としては、特に限定されないものの、発電所やプラントに用いられる各種配管、例えば伝熱管などが適用される。
【００１６】
この管端検査装置１は、管の開先加工を行うラインに設置されたもの、すなわちインライン化されたもので、図示しない開先加工装置の下流側に配置されたものである。開先加工装置には、開先加工した管２を移送するコンベア（図示せず）が接続されており、このコンベアには管端検査装置１に接続されている。これによって管端検査装置１には、開先加工された管２がその開先加工部を先にしてコンベアで移送され、図１中矢印で示すように供給されるようになっている。
【００１７】
この管端検査装置１は、図２に示すように移送されてきた管２の位置決めを行うストッパユニット３と、位置決めされた管２をその位置に保持固定するクランプユニット４と、保持固定された管２の開先加工部（管端加工部）の検査を行う計測ユニット５と、を備えて構成されており、計測ユニット５に、本発明の回転ケーブルガイド機構が適用されている。
【００１８】
ストッパユニット３は、エアシリンダー等（図示せず）によって昇降可能とした一対のロッド６、６間に保持板７ａを取り付け、この保持板７ａの一側部に位置決め板７ｂを取り付けたものである。位置決め板７ｂは、その表裏面が水平方向に向くように保持板７ａに取り付けられている。なお、一対のロッド６、６は、図２の紙面奥行き方向に適宜な間隔をあけて配置されており、これによって管２は、その開先加工部（管端加工部）がこれらロッド６、６に干渉されることなく、これらの間を通り抜けられるようになっている。
【００１９】
このような構成によってストッパユニット３は、図２中二点鎖線で示すように管２の先端（開先加工部）が突き当たる位置から、図２中実線で示した管２の先端より充分に高い退避位置までの間、位置決め板７ｂを昇降させるようになっている。したがって、ストッパユニット３は、コンベアによって移動してきた管２を、図２中の二点鎖線で示す位置で位置決め板７ｂに突き当てさせ、ここでその移動を停止させることにより、管２を検査位置に位置決めするようになっている。
【００２０】
クランプユニット４は、図２に示すようにストッパユニット３の前方に配置された架台８上に設けられたもので、図１、図２に示すように架台８上に設けられた載置ブロック９と、載置ブロック９上に配設された押圧板１０と、押圧板１０上に配置されたエアシリンダー１１とを備えて構成されたものである。
【００２１】
載置ブロック９は、例えばその上部にＶ字状に切り欠かれてなる管保持部（図示せず）を有し、この管保持部に管２を保持するように構成されたものである。エアシリンダー１１は、架台８上に設けられた固定枠１２に固定されたもので、下方に向けて設けられた可動ロッド（図示せず）の下端部に前記押圧板１０を取り付けたものである。押圧板１０は、架台８と固定枠１２との間に配置されて、前記載置ブロック９の両側に設けられた一対のガイド軸１３、１３に移動可能に取り付けられたものである。
【００２２】
このような構成によってクランプユニット４は、前記コンベアによって移送されてきた管２を載置ブロック９の管保持部に保持する。そして、前記のストッパユニット３で管２が位置決めされると、エアシリンダー１１が作動して押圧板１０が下降し、管２を下方に押圧する。これによってクランプユニット４は、管２を載置ブロック９と押圧板１０とで挟持固定することにより、管２を所定位置、すなわちストッパユニット３で位置決めされた検査位置に固定するようになっている。
【００２３】
なお、載置ブロック９の管保持部がＶ字状に切り欠かれて形成されているため、この管保持部に保持固定された管２は、左右方向にずれることなく、その中心軸が平面視して管保持部の中心線に重なるように位置させられる。また、管保持部がＶ字状に形成されているため、管２の外径が変わっても、管２は常にその中心軸が平面視して管保持部の中心線に重なるようになっている。したがって、クランプユニット４は、外径の異なる種々の管２に対応可能になっている。
【００２４】
計測ユニット５は、図１、図２に示すようにストッパユニット３の後方に配置された筐体１４内に収容されたものである。筐体１４は、Ｚ軸ステージ１５によって鉛直方向に昇降可能に構成されるとともに、Ｘ軸ステージ１６によって管２の先端、すなわち開先加工部に対して進退可能に構成されている。このような構成によって筐体１４内の計測ユニット５は、図２中実線で示すようにストッパユニット３の位置決め板７ｂが上方に退避した後、Ｘ軸ステージ１６の駆動によって筐体１４が図２中二点鎖線で示すように管２側に前進することにより、予め設定された検査位置に至るようになっている。また、管２の種類が変わって外径が変化した場合などでは、Ｚ軸ステージ１５の駆動によって昇降し、計測ユニット５の検査中心が管２の中心軸に一致させられるようになっている。
【００２５】
計測ユニット５は、図１に示すように筐体１４の一方の面（クランプユニット４側の面）に基板２０を配置し、この基板２０上に有線装置であるレーザ変位計ユニットと撮像装置ユニットとを有したものである。基板２０は、鉛直方向に立てられて配置されたもので、円形の開口２０ａを形成したものであり、筐体１４が前進した際、この開口２０ａ内に管２の先端部（開先加工部）を通り抜けさせるようになっている。
【００２６】
基板２０には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように前記クランプユニット４側の面と反対側の面上に、円環板状の回転テーブル２１が設けられている。この回転テーブル２１は、本発明の回転ケーブルガイド機構を構成する回転ケーブルの一端側を保持するものである。したがって、この回転テーブル２１には、本発明に係る有線装置としてのレーザ変位計ユニットや撮像装置ユニットが搭載されている。ただし、図３（ａ）、（ｂ）ではこれらの図示を省略し、回転テーブル２１の構成を分かり易くしている。
【００２７】
回転テーブル２１は、基板２０の面方向に沿って鉛直方向に立てられて配置されたもので、前記した基板２０の開口２０ａの外周部にその周方向に沿って設けられた円形枠状のガイド枠２２に、正逆方向に回転可能に取り付けられている。
この回転テーブル２１は、図３（ａ）に示すように基板２０に設けられた回転機構２３により、ガイド枠２２に対して回転可能に取り付けられている。そして、この回転テーブル２１は、その回転中心が、前記クランプユニット４に固定された管２の中心軸に一致するようになっている。なお、この回転テーブル２１の回転中心は、計測ユニット５の検査中心、すなわち後述するレーザ変位計や撮像装置の検査中心となっている。
【００２８】
回転機構２３は、回転テーブル２１に対しその周方向に沿って架け渡されたタイミングベルト２４と、このタイミングベルト２４を回転可能に保持する一対のプーリー２５、２５と、一方のプーリー２５を正逆方向に回転させるサーボモータ２６と、サーボモータ２６の駆動を制御する制御装置（図示せず）とを備えて構成されている。このような構成のもとに回転機構２３は、制御装置によってサーボモータ２６を駆動させてプーリー２５を予め設定した回転速度で正方向又は逆方向に回転させ、これによってタイミングベルト２４を介して回転テーブル２１を設定した回転速度で正方向又は逆方向に回転させるようになっている。
【００２９】
また、この回転機構２３には、回転テーブル２１の回転を規制する規制機構２７が設けられている。規制機構２７は、回転テーブル２１に設けられた第１ドグ２８と、基板２０側に設けられた矩形板状の第２ドグ２９と、第２ドグの２９の左右両側にそれぞれ配置された一対の規制部（図示せず）、すなわち第１規制部３５ａ及び第２規制部３５ｂを備えて構成されている。第１規制部３５ａは、リミットスイッチ３０ａとこのリミットスイッチ３０ａの近傍に配置されたメカストッパ３１ａとを有して構成されている。同様に第２規制部３５ｂも、リミットスイッチ３０ｂとこのリミットスイッチ３０ｂの近傍に配置されたメカストッパ３１ｂとを有して構成されている。
【００３０】
第１ドグ２８は、図３（ｂ）に示すように回転テーブル２１の外側に延び出た（延出した）ドグ本体２８ａと、回転テーブル２１の外側にてドグ本体２８ａに取り付けられた円柱状の押圧体２８ｂとからなるもので、回転テーブル２１にドグ本体２８ａがボルト止めされ、ドグ本体２８ａに押圧体２８ｂがボルト止めされて形成されている。
【００３１】
第２ドグ２９は、図３（ａ）に示すように回転テーブル２１の上方、すなわち回転テーブル２１の回転中心の真上（鉛直方向上方）に配置され、その上端部（上部側）がボルトによって基板２０に回動可能に取り付けられ、これによってその下端側が振り子状に、正逆方向に回動するように基板２０に取り付けられている。また、第２ドグ２９は、図３（ｂ）に示すようにその下端側の側端面が、前記第１ドグ２８の押圧体２８ｂに当接してこれに押圧されることにより、回動する（変位する）ようになっている。
【００３２】
リミットスイッチ３０ａ、３０ｂは、それぞれ外側に向けて押圧されるとこれを検知し、図示しない制御装置を介して前記回転機構２３のサーボモータ２６の駆動を停止させ、回転テーブル２１の回転を停止させるようになっている。なお、本実施形態では、一方のリミットスイッチ３０ａはこれが押圧されると回転テーブル２１の回転を停止させ、その後回転テーブル２１を逆回転させるよう、サーボモータ２６を駆動するように構成されている。
【００３３】
ここで、リミットスイッチ３０ａは、本実施形態では回転テーブル２１が図３（ａ）に示す初期位置、すなわち第１ドグ２８の中心線が回転テーブル２１の回転中心の真上（鉛直方向上方）となる位置から正方向（反時計回り方向）に一周した際（３６０度回転した際）、図３（ａ）中実線で示すようにこの第１ドグ２８によって回動させられ、変位させられた第２ドグ２９に押圧されるように、基板２０上に配置されている。一方、リミットスイッチ３０ｂは、本実施形態では回転テーブル２１が前記初期位置から逆方向（時計回り方向）に一周した際（３６０度回転した際）、図３（ａ）中二点鎖線で示すようにこの第１ドグ２８によって回動させられ、変位させられた第２ドグ２９に押圧されるように、基板２０上に配置されている。
【００３４】
したがって、回転テーブル２１は、後述するように一周（３６０度）正回転した後第１ドグ２８が第２ドグ２９を押圧すると、第２ドグ２９が一方のリミットスイッチ３０ａを押圧し、これによってその回転（正回転）を停止する。続いて、逆回転し始め、一周（３６０度）逆回転した後第１ドグ２８が第２ドグ２９を逆方向から押圧すると、他方のリミットスイッチ３０ｂを押圧し、これによってその回転（逆回転）を停止するようになっている。
【００３５】
なお、本実施形態ではリミットスイッチ３０ａの位置を、回転テーブル２１が一周（３６０度）正回転した際に第２ドグ２９に押圧される位置としたが、３６０度を少し超えた際、例えば３７０度正回転した際に第２ドグ２９に押圧される位置となるよう、前記初期位置から遠ざけて配置してもよい。同様に、リミットスイッチ３０ｂの位置についても、回転テーブル２１が例えば３７０度正回転した際に第２ドグ２９に押圧される位置となるよう、前記初期位置から遠ざけて配置してもよい。
【００３６】
メカスイッチ３１ａ、３１ｂは、リミットスイッチ３０ａ、３０ｂの近傍で、かつ、振り子状の第２ドグ２９の回動方向外側に配置されたものである。これによってメカスイッチ３１ａ、３１ｂは、第１ドグ２８に押圧された第２ドグ２９がリミットスイッチ３０ａ（３０ｂ）を押圧した後、この第２ドグ２９の回動を機械的に停止させるようになっている。
【００３７】
したがって、第２ドグ２９がリミットスイッチ３０ａ（３０ｂ）を押圧した際、誤作動等によって回転テーブル２１が停止しなかった場合にも、メカスイッチ３１ａ、３１ｂが第２ドグ２９の回動を機械的に停止させることで、回転テーブル２１の回転を機械的に停止させるようになっている。すなわち、第１ドグ２８に押圧された第２ドグ２９の回動が停止することにより、これら第２ドグ２９、第１ドグ２８を介して回転テーブル２１の回転が機械的に停止するようになっている。このような構成により、リミットスイッチ３０ａ、３０ｂが正常に作動しなかった場合にも、回転テーブル２１が回転し続けてしまう不都合が確実に防止されている。
【００３８】
回転テーブル２１には、図４に示すように基板２０側の面と反対側の面上に、有線装置であるレーザ変位計ユニット４０と撮像装置ユニット６０とが搭載されている。レーザ変位計ユニット４０は、回転テーブル２１に固定された矩形状の取付板４１と、取付板４１上に設けられたレーザ変位計４２と、取付板４１上に固定されてレーザ変位計４２を移動可能に保持する変位計移動機構４３と、を備えて構成されたもので、レーザ変位計４２に配線ケーブル３７を有したものである。
【００３９】
取付板４１には、略矩形状の開口４１ａが設けられており、この開口４１ａは回転テーブル２１の内部孔、すなわち基板２０の開口２０ａに連通して配置されている。したがって、基板２０の開口２０ａを通り抜けた管２は、その先端部、すなわち開先加工部を、開口４１ａ内に臨ませるようになっている。
【００４０】
レーザ変位計４２は、図５に示す管２の開先加工部（管端加工部）２ａの形状を計測し、その加工精度を検査するためのものである。すなわち、図６に示すようにレーザ変位計４２は、取付板４１の開口４１ａ内に臨む開先加工部２ａ（図４参照）の周方向の一部にセンシングポイントとなるレーザビームスポットを照射し、図５に示した管２の開先加工部２ａの形状、すなわち加工した管外面２ｂ及び管端面２ｃ、さらに管内面２ｄの管端面２ｃ側の形状を、２次元形状計測するものである。
【００４１】
また、このレーザ変位計４２は、本発明に係る回転テーブル２１によって管２の開先加工部２ａの周方向に沿って回転移動させられることにより、図５に示すレーザビームスポットＳが管２の開先加工部２ａの周方向に沿って回転するようになっている。これにより、レーザ変位計４２は、回転テーブル２１の回転によって管２の開先加工部２ａをその周方向に走査し、開先加工部２ａの全周の形状計測を行えるようになっている。
【００４２】
図６に示すように変位計移動機構４３は、ステッピングモータ４４と、ステッピングモータ４４に連結したボールネジ４５と、ボールネジ４５に螺合した可動ブロック４６と、可動ブロック４６に連結し、かつレーザ変位計４２を保持する保持板４７と、を備えて構成されている。ステッピングモータ４４は、図示しない制御装置から与えられる信号によって正逆方向のいずれかに回転し、ボールネジ４５を所定の回転数だけ回転させるようになっている。これによって可動ブロック４６は、ボールネジ４５の長さ方向に沿って進退し、保持板４７に保持されたレーザ変位計４２をボールネジ４５の長さ方向と平行な方向に移動させる。なお、ステッピングモータ４４も本発明に係る有線装置であり、配線ケーブル（図示せず）を有して形成されている。
【００４３】
ここで、変位計移動機構４３は、ボールネジ４５の配置や、保持板４７へのレーザ変位計４２の取り付け位置などが調整されていることにより、前記したようにレーザ変位計４２を移動させることで、そのレーザビームスポットＳを前記開先加工部（管端加工部）２ａの半径方向、すなわち管２の半径方向に移動できるようになっている。したがって、この変位計移動機構４３により、図５に示すようにレーザ変位計４２のレーザビームスポットＳを管２の開先加工部２ａの一部、すなわち管２の周方向における一部の開先加工部２ａに照射できるように調整することにより、管２の種類が変わってその外径が変わった場合にも、これに対応して管２の開先加工部２ａの一部にレーザビームスポットＳを照射することができる。
【００４４】
つまり、前記したようにＺ軸ステージ１５の駆動によって予め管２の中心軸に計測ユニット５の検査中心、すなわち回転テーブル２１の回転中心を一致させた後、変位計移動機構４３でレーザビームスポットＳの照射位置を管２の半径方向に移動させることにより、管２の外径の変化に容易に対応することができるようになっている。
【００４５】
図４に示す撮像装置ユニット６０は、回転テーブル２１に固定された矩形状の取付板６１と、取付板６１上に設けられた撮像装置６２と、取付板４１上に固定されて撮像装置６２を移動可能にする撮像装置移動機構６３と、この撮像装置移動機構６３に設けられて撮像装置６２を変位可能に搭載するゴニオテーブル６４と、を備えて構成されている。
【００４６】
取付板６１は、回転テーブル２１上において、前記レーザ変位計ユニット４０の取付板４１の側方に配置されたものである。
撮像装置６２は、配線ケーブル３８を有したＣＣＤカメラ６２ａと、同じく配線ケーブル３９を有した照明器６２ｂとを有したもので、図５に示す管２の開先加工部（管端加工部）２ａの表面を撮影し、その加工状態を検査するためのものである。なお、図４では、配線ケーブル３８、３９については省略して一部のみを示している。
【００４７】
この撮像装置６２は、ＣＣＤカメラ６２ａの焦点を図５に示した管２の開先加工部２ａの管外面２ｂの一部に合わせて撮影することにより、管外面２ｂの焼き付きの有無を検査し、また、焦点を管内面２ｄの一部に合わせて撮影することにより、管内面２ｄの傷の有無を検査するように構成されている。なお、照明器６２ｂは、ＣＣＤカメラ６２ａの焦点となる部位を照らすように構成されている。
【００４８】
また、この撮像装置６２は、本発明に係る回転テーブル２１によって管２の開先加工部２ａの周方向に沿って回転移動させられることにより、ＣＣＤカメラ６２ａの焦点が管２の開先加工部２ａの周方向に沿って回転するようになっている。これにより、撮像装置６２は、回転テーブル２１の回転によって管２の開先加工部２ａをその周方向に走査し、開先加工部２ａの全周の撮影、検査を行えるようになっている。ただし、本実施形態の撮像装置６２は、ＣＣＤカメラ６２ａの焦点が開先加工部２ａの管外面２ｂと管内面２ｄのうちの一方にのみ合うように構成されている。したがって、回転テーブル２１が一周する間で撮影できる部位は、管外面２ｂと管内面２ｄとのうちの一方のみとなっている。
【００４９】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように撮像装置移動機構６３は、ステッピングモータ６５と、ステッピングモータ６５に連結したボールネジ６６と、ボールネジ６６に螺合した可動ブロック６７と、可動ブロック６７に一体に設けられた前記ゴニオテーブル６４と、ゴニオテーブル６４に連結され、かつ撮像装置６２を保持する保持板６８と、を備えて構成されている。ステッピングモータ６５は、図示しない制御装置から与えられる信号によって正逆方向のいずれかに回転し、ボールネジ６６を所定の回転数だけ回転させるようになっている。これによって可動ブロック６７は、ボールネジ６６の長さ方向に沿って進退し、保持板６８に保持された撮像装置６２をボールネジ６６の長さ方向と平行な方向に移動させる。なお、ステッピングモータ６５も本発明に係る有線装置であり、配線ケーブル（図示せず）を有して形成されている。
【００５０】
ここで、撮像装置移動機構６３は、ボールネジ６６の配置や、保持板６８への撮像装置６２の取り付け位置などが調整されていることにより、前記したように撮像装置６２を移動させることで、ＣＣＤカメラ６２ａの焦点を前記開先加工部（管端加工部）２ａの半径方向、すなわち管２の半径方向に移動できるようになっている。したがって、この撮像装置移動機構６３により、ＣＣＤカメラ６２ａの焦点を管２の開先加工部２ａの一部、すなわち管２の周方向における一部の開先加工部２ａに合うように調整することにより、管２の種類が変わってその外径が変わった場合にも、これに対応して管２の開先加工部２ａの一部に焦点を合わせることができる。
【００５１】
つまり、前記したようにＺ軸ステージ１５の駆動によって予め管２の中心軸に計測ユニット５の検査中心、すなわち回転テーブル２１の回転中心を一致させた後、撮像装置移動機構６３でＣＣＤカメラ６２ａの焦点を管２の半径方向に移動させることにより、管２の外径の変化に容易に対応することができるようになっている。
【００５２】
ゴニオテーブル６４は、図７（ａ）に示すようにサーボモータ６９に接続したもので、サーボモータ６９の駆動によって正逆方向に回動し、搭載した撮像装置６２を所定の位置間で変位させるようになっている。すなわち、このゴニオテーブル６４は、予め設計された点を回動中心として正逆方向に回動することにより、図８（ａ）に示すように撮像装置６２のＣＣＤカメラ６２ａの焦点が管２の開先加工部２ａの管外面２ｂに合うときの焦点距離と、図８（ｂ）に示すように撮像装置６２のＣＣＤカメラ６２ａの焦点が管２の開先加工部２ａの管内面２ｄに合うときの焦点距離とが同一になるように、撮像装置６２の位置を変位させるように構成されている。このような構成によって撮像装置６２は、管外面２ｂを撮影するときの感度（精度）と管内面２ｄを撮影するときの感度（精度）とを、同じにして撮影できるようになっている。なお、サーボモータ６９も本発明に係る有線装置であり、配線ケーブル（図示せず）を有して形成されている。
【００５３】
回転テーブル２１に搭載された有線装置、すなわちレーザ変位計ユニット４０（レーザ変位計４２）や撮像装置ユニット６０（撮像装置６２：ＣＣＤカメラ６２ａ、照明器６２ｂ）、各モータは、それぞれの配線ケーブル３７、３８、３９等が、図９（ａ）、（ｂ）に示すようにフレキシブルチューブからなる回転ケーブル７０に収容されている。フレキシブルチューブ（回転ケーブル７０）は、軟質塩化ビニル樹脂等からなり、屈曲性（可撓性）や柔軟性を有するもので、内部に前記配線ケーブル３７、３８、３９や各モータの配線ケーブルを、互いに絡まることがないように収容したものである。
【００５４】
この回転ケーブル（フレキシブルチューブ）７０は、前記回転テーブル２１の背面側、すなわち前記レーザ変位計ユニット４０や撮像装置ユニット６０の、回転テーブル２１と反対の側に設けられたガイド基板７１上に配置されている。ガイド基板７１は、中心部に切欠７２を形成したもので、この切欠７２内に、前記レーザ変位計ユニット４０や撮像装置ユニット６０を臨ませている。これらレーザ変位計ユニット４０や撮像装置ユニット６０の配線ケーブル３７、３８、３９は、切欠７２から外側に引き出されて、前記回転ケーブル７０に収容されている。
【００５５】
回転ケーブル７０は、その一端側、すなわちレーザ変位計ユニット４０や撮像装置ユニット６０側が、保持具７３を介して回転テーブル２１に保持固定されている。したがって、この一端側が、回転テーブル２１の回転に連動する可動端７０ａとなっている。一方、回転ケーブル７０の他端側は、ガイド基板７１の上部に固定具７４によって固定されており、これによって固定端７０ｂとなっている。
【００５６】
前記のレーザ変位計ユニット４０や撮像装置ユニット６０の配線ケーブル３７、３８、３９等は、切欠７２から外側に引き出された後、可動端７０ａ側から回転ケーブル７０内に挿入され、固定端７０ｂを出て電源等（図示せず）に接続されている。
配線ケーブル３７、３８、３９や各モータの配線ケーブルは、回転テーブル２１の回転に伴われて変位するため、これらを収容した回転ケーブル７０も、回転テーブル２１の回転に伴われて変位する。
【００５７】
本実施形態では、回転テーブル２１が前述したように図９（ａ）中矢印で示す正方向（反時計回り方向）に３６０度（予め設定された回転角度）回転し、その後、逆方向（時計回り方向）に３６０度（予め設定された回転角度）回転するようになっている。したがって、回転ケーブル７０はその可動端７０ａが回転テーブル２１に保持固定されていることにより、このような回転テーブル２１の回転に連動して変位するようになっている。
【００５８】
このような回転ケーブル７０を案内するため、ガイド基板７１には、複数のガイドローラ７５が設けられている。これらガイドローラ７５は、回転テーブル２１の回転に連動して変位する回転ケーブル７０を、予め設定された移動路に沿って変位するように案内するためのものである。すなわち、本実施形態では、図９（ａ）に示す初期位置から図９（ｂ）に示す最終位置近傍を過ぎ、最終位置（図示せず）に至るまでの間（移動路）を、円滑に移動（変位）できるように案内するためのものである。なお、回転ケーブル７０が変位する最終位置は、その可動端７０ａが図９（ａ）に示した可動端７０ａの位置とほぼ同じ位置になる。
【００５９】
ガイドローラ７５は、回転ケーブル７０の可動端７０ａの、図９（ａ）中に矢印Ｐで示す経路（移動路）の両側に配置されている。すなわち、経路Ｐの外周側に第１ガイドローラ７５ａが配置され、内周側に第２ガイドローラ７５ｂが配置されている。これらガイドローラ７５（７５ａ、７５ｂ）は、図１０に示すように、ガイド基板７１に立てた状態に固定された円柱状の固定軸７６と、該固定軸７６に回転可能に外挿された円筒状の回転筒７７と、回転筒７７を固定軸７６から抜けでないよう固定軸７６に保持する保持蓋７８と、からなっている。
【００６０】
固定軸７６は、金属や硬質樹脂によって形成されており、回転筒７７は、本実施形態ではポリ４フッ化エチレン［テフロン（登録商標）］等のフッ素樹脂によって形成されている。フッ素樹脂は表面が滑らかであり、滑性（摺動性）に優れているため、回転筒７７の上を回転ケーブル７０が通過（摺動）した際、回転筒７７は固定軸７６上を円滑に回転し、したがって回転ケーブル７０を円滑に送り出せるようになっている。
【００６１】
また、本実施形態では、図９（ａ）に示す回転ケーブル７０の可動端７０ａの初期位置に対して、前記経路Ｐ方向（矢印Ｐ方向）に１００度から１５０度程度回転した位置に、二つの第１ガイドローラ７５ａと、一つの第２ガイドローラ７５ｂとを配置している。また、２００度から２４０度程度回転した位置に、三つの第１ガイドローラ７５ａと、一つの第２ガイドローラ７５ｂとを配置している。さらに、２７０度程度回転した位置に一つの第１ガイドローラ７５ａを配置し、３１５度程度回転した位置に二つの第１ガイドローラ７５ａを配置している。
【００６２】
このように配置されたガイドローラ７５（７５ａ、７５ｂ）は、回転ケーブル７０が図９（ａ）に示す初期位置から最終位置にまで変位するまでの間、経路Ｐの外周側に配置された第１ガイドローラ７５ａが主に回転ケーブル７０を支持してこれを送るようになっている。また、逆に回転ケーブル７０が最終位置から初期位置に変位（復帰）するまでの間には、経路Ｐの内周側に配置された第２ガイドローラ７５ｂが主に回転ケーブル７０を支持してこれを送るようになっている。
【００６３】
その際、これらガイドローラ７５（７５ａ、７５ｂ）は、屈曲性や柔軟性のある回転ケーブル（フレキシブルチューブ）７０に対して点接触または線接触するようになっている。すなわち、回転ケーブル７０は円管状であり、ガイドローラ７５（７５ａ、７５ｂ）は回転ケーブル７０に対してそれぞれの中心軸が互いに交差するように配置された円柱状であるため、これらガイドローラ７５は、回転ケーブル７０を点接触（フレキシブルチューブが撓んだ場合には部分的な線接触）で支持しつつ、経路Ｐ（移動路）に沿って案内し、送り出すようになっている。
【００６４】
このようにガイドローラ７５は、回転ケーブル７０に対して点接触で支持し、かつ、前記したように固定軸７６に対して滑性（摺動性）に優れた回転筒７７で回転ケーブル７０を支持し、経路Ｐ（移動路）に沿って送り出すため、回転ケーブル（フレキシブルチューブ）７０の屈曲性や柔軟性を損なうことなく、したがって内部に収容された配線ケーブルに不測の外力を与えることなく、経路Ｐ（移動路）に沿って容易にかつ確実に案内することができるようになっている。
【００６５】
次に、このような構成の管端検査装置１による管２の開先加工部２ａの検査方法について説明する。
まず、開先加工装置で開先加工され、コンベアで移送されてきた管２を、図１、図２に示すように受け入れる。すなわち、前記したようにコンベアで移送されてきた管２の先端位置をストッパユニット３で位置決めし、この位置決めした状態でクランプユニット４により保持固定する。
【００６６】
次に、管２の外径に合わせて必要に応じてＺステージ１５を駆動し、管２の中心軸と計測ユニット５の検査中心、すなわち回転テーブル２１の回転軸とを一致させる。また、Ｘ軸ステージ１６を駆動して筐体１４を予め設定した位置まで前進させ、レーザ変位計４２のレーザビームスポットが管２の開先加工部２ａに位置するようにするとともに、撮像装置６２のＣＣＤカメラ６２ａの焦点が管２の開先加工部２ａに合うようにする。
また、管２の種類が変わり、その外径が変わった場合などでは、変位計移動機構４３、撮像装置移動機構６３をそれぞれ駆動させ、レーザ変位計４２、撮像装置６２を管２の外径に対応した位置に移動させる。
【００６７】
次いで、本発明に係る回転ケーブルガイド機構を作動すべく、まず、レーザ変位計４２、撮像装置６２をそれぞれ作動させる。その際、撮像装置６２については、ゴニオテーブル６４を調整しておくことにより、図８（ａ）に示すように管２の開先加工部２ａの管外面２ｂにＣＣＤカメラ６２ａの焦点を合わせておく。
続いて、回転テーブル２１を例えば図３（ａ）中の矢印で示す正方向に３６０度回転させる。
【００６８】
すると、図４に示したようにレーザ変位計ユニット４０、撮像装置ユニット６０は回転テーブル２１に搭載されているため、レーザ変位計ユニット４０のレーザ変位計４２は、そのレーザビームスポットＳを管２の開先加工部２ａの所定位置に照射しつつその周方向に一周する。これにより、レーザ変位計４２は開先加工部２ａの全周を計測し、得られた計測データを例えば解析装置（図示せず）に送信する。解析装置では、送信された計測データに基づき、開先加工部２ａの形状を求め、加工精度の良否等を判定する。したがって、レーザ変位計４２により、開先加工部２ａの加工精度の検査を自動的に行うことができる。
【００６９】
一方、撮像装置ユニット６０の撮像装置６２は、そのＣＣＤカメラ６２ａの焦点を管２の開先加工部２ａの管外面２ｂの所定位置に合わせつつ、その周方向に一周する。これにより、撮像装置６２（ＣＣＤカメラ６２ａ）は開先加工部２ａの管外面２ｂの全周を撮影し、得られた画像データを例えば解析装置（図示せず）に送信する。解析装置では、送信された画像データに基づき、開先加工部２ａの管外面２ｂの焼き付きの有無を判定する。したがって、撮像装置６２により、開先加工部２ａの管外面２ｂの焼き付きの有無の検査を自動的に行うことができる。
【００７０】
ここで、このように回転テーブル２１を正方向に３６０度回転させた際、有線装置であるレーザ変位計ユニット４０や撮像装置ユニット６０は、回転テーブル２１の回転に伴われて予め設定された角度、すなわち正方向に３６０度回転する。したがって、その配線ケーブル３７、３８、３９等を収容した回転ケーブル７０も、図９（ａ）に示した初期位置から最終位置（図示せず）まで変位する。その際、回転テーブル２１は主に第１ガイドローラ７５ａに支持されつつ案内されることで、経路Ｐに沿って確実に送られる。したがって、回転ケーブル７０全体が予め設定された移動路に沿って正確に送られることにより、回転ケーブル７０内に収容された複数の配線ケーブル３７、３８、３９が絡まったり捩れたりすることがない。
【００７１】
このようにして回転テーブル２１が一周（３６０度）回転すると、図３（ａ）に示すように第１ドグ２８が第２ドグ２９を押圧し、これによって第２ドグ２９がリミットスイッチ３０ａを押圧する。すると、回転テーブル２１はその回転（正回転）を停止させる。そして、回転テーブル２１を逆回転させるよう、サーボモータ２６を再駆動させる。
その際、撮像装置ユニット６０については、サーボモータ６９を駆動させてゴニオテーブル６４を調整し、撮像装置６２のＣＣＤカメラ６２ａの焦点を、図８（ｂ）に示すように管２の開先加工部２ａの管内面２ｄに合わせておく。
【００７２】
このようにしてＣＣＤカメラ６２ａの焦点を管内面２ｄに合わせた後、回転テーブル２１を逆回転させ、一周（３６０度）回転させると、撮像装置６２は、そのＣＣＤカメラ６２ａの焦点を管２の開先加工部２ａの管内面２ｄの所定位置に合わせつつ、その周方向に一周する。これにより、撮像装置６２（ＣＣＤカメラ６２ａ）は開先加工部２ａの管内面２ｄの全周を撮影し、得られた画像データを例えば解析装置（図示せず）に送信する。解析装置では、送信された画像データに基づき、開先加工部２ａの管内面２ｄの傷の有無を判定する。したがって、撮像装置６２により、開先加工部２ａの管内面２ｄの傷の有無の検査を自動的に行うことができる。
【００７３】
ここで、このように回転テーブル２１を逆方向に３６０度回転させた際にも、有線装置であるレーザ変位計ユニット４０や撮像装置ユニット６０は、回転テーブル２１の回転に伴われて逆方向に３６０度回転する。したがって、その配線ケーブル３７、３８、３９等を収容した回転ケーブル７０も最終位置（図示せず）から、図９（ａ）に示した初期位置まで変位する。その際、回転ケーブル７０はその自重で垂れつつ、主に第２ガイドローラ７５ａに支持されて案内されることで、経路Ｐに沿って確実に送られる。したがって、回転ケーブル７０全体が予め設定された移動路に沿って正確に送られることにより、回転ケーブル７０内に収容された複数の配線ケーブル３７、３８、３９が絡まったり捩れたりすることがない。
【００７４】
なお、この逆回転時には、レーザ変位計４２による計測を行う必要はなく、したがってその作動を停止させておく。
また、このようにして回転テーブル２１が逆方向に一周（３６０度）回転すると、図３（ａ）に示した第１ドグ２８が第２ドグ２９を逆側から押圧し、これによって第２ドグ２９がリミットスイッチ３０ｂを押圧する。これにより、回転テーブル２１はその回転（逆回転）を停止させる。そして、管２の開先加工部２ａについての検査が終了する。したがって、管２は、クランプユニット４による固定から解放された後、コンベアによって次工程に移送される。
【００７５】
このような管端検査装置１における回転ケーブルガイド機構にあっては、配線ケーブル３７、３８、３９を収容するフレキシブルチューブからなる回転ケーブル７０と、該回転ケーブル７０を、予め設定された移動路に沿って変位するように案内する複数のガイドローラ７５と、を備えているので、屈曲性や柔軟性のある回転ケーブル（フレキシブルチューブ）７０を、ガイドローラ７５によって点接触または線接触で支持しつつ送り出すことにより、屈曲性や柔軟性を損なうことなく、この回転ケーブル７０を移動路に沿って容易にかつ確実に案内することができる。
【００７６】
また、ガイドローラ７５を、可動端７０ａの経路Ｐの両側に配置しているので、回転テーブル２１の正方向の回転に伴うフレキシブルチューブ（回転ケーブル７０）の変位、および逆方向の回転に伴う変位のいずれにも対応して、ガイドローラ７５が回転ケーブル７０を確実に案内する。さらに、ガイドローラ７５を、前記経路Ｐの両側に複数ずつ配置しているので、一つのガイドローラ７５では回転ケーブル７０を点接触または線接触で支持しているため不安定であるものの、複数で支持しているため回転ケーブル７０を安定して支持し、案内することができる。
したがって、例えば回転テーブル２１が鉛直方向に立てて配置されている場合であっても、回転テーブル２１に連動する変位を円滑になさせることができる。よって、予め移動路を設定してこの移動路に沿って回転ケーブル７０を正確に案内できるので、回転テーブル２１を備えた装置の小型化を図ることができる。
【００７７】
また、ガイドローラ７５（７５ａ、７５ｂ）を、固定軸７４と該固定軸７４に回転可能に外挿された円筒状の回転筒７７とを有した構造に形成しているので、回転筒７７が固定軸７４上を回転することにより、これらガイドローラ７５（７５ａ、７５ｂ）で支持する回転ケーブル７０を移動路に沿って円滑に案内し、送り出すことができる。
【００７８】
また、ガイドローラ７５の回転筒７７を、表面が滑らかであり、滑性（摺動性）に優れたポリ４フッ化エチレン等のフッ素樹脂で形成しているので、回転筒７７の上を回転ケーブル７０が通過（摺動）した際、回転筒７７が固定軸７６上を円滑に回転し、したがって回転ケーブル７０を円滑に送り出すことができる。
【００７９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、本発明の回転ケーブルガイド機構を、管の開先加工部の検査を行う管端検査装置に用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、有線装置を搭載する回転テーブルを備え、この回転テーブルを正逆方向に回転させる装置であれば、いずれの装置にも適用可能である。
【００８０】
また、前記実施形態では回転テーブル２１を鉛直方向に立てて用いたが、水平方向に寝かして用いてもよい。その場合にガイド基板７１も水平方向に寝かして配置し、したがって回転ケーブル７０も水平方向に変位させるように構成するが、そのように構成しても、ガイドローラ７５によって回転ケーブル７０を安定して支持し、案内することができる。
【００８１】
また、前記実施形態では回転ケーブルとして、軟質塩化ビニル樹脂等からなる屈曲性（可撓性）や柔軟性を有するフレキシブルチューブを用いたが、屈曲性を有していれば、ステンレス等の金属やフッ素樹脂等の硬質樹脂からなるフレキシブルチューブを用いることもできる。
さらに、ガイドローラ７５についても、回転筒７７をフッ素樹脂以外の硬質樹脂や金属で形成することもできる。
また、ガイドローラ７５の配置については、図９（ａ）、（ｂ）に示した配置に限定されることなく、回転ケーブル７０の材質や外径、長さ等に応じて種々の形態に変更可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１…管端検査装置、５…計測ユニット、２１…回転テーブル、３７、３８、３９…配線ケーブル、４０…レーザ変位計ユニット（有線装置）、６０…撮像装置ユニット（有線装置）、７０…回転ケーブル、７０ａ…可動端、７０ｂ…固定端、７５…ガイドローラ、７５ａ…第１ガイドローラ、７５ｂ…第２ガイドローラ、７６…固定軸、７７…回転筒、Ｐ…経路
【図１】
2013050182.tif 000003
【図２】
2013050182.tif 000004
【図３】
2013050182.tif 000005
【図４】
2013050182.tif 000006
【図５】
2013050182.tif 000007
【図６】
2013050182.tif 000008
【図７】
2013050182.tif 000009
【図８】
2013050182.tif 000010
【図９】
2013050182.tif 000011
【図１０】
2013050182.tif 000012